Trong Release 6 của chỉ tiêu kỹ thuật 3GPP, IMS đƣợc xác định độc lập với truy nhập. Điều này có nghĩa là các công nghệ truy nhập đƣợc sử dụng để chuyển tải các bản tin SIP của ngƣời sử dụng tới IMS không tác động đến chức năng của chính IMS. Kết quả là, bất kỳ một truy nhập nào cũng có thể đƣợc sử dụng, ví dụ nhƣ DSL, cáp, WLAN, GPRS,… Điều này rõ ràng là một bƣớc quan trọng trong việc dịch chuyển về phía kiến trúc mạng hội tụ.
Trái tim của IMS là 3 CSCF, mỗi thành phần có vai trò riêng biệt trong việc phân phát các dịch vụ khắp mọi nơi, đó là: P-CSCF, I-CSCF và S-CSCF. IMS có các khối phần tử chức năng nhƣ ở hình 2.5..
Trong hình vẽ, các chức năng chính là nhƣ sau:
- P-CSCF (Proxy CSCF): đây là điểm kết nối đầu tiên của phần tử khách hàng (UE) với IMS. P-CSCF có thể đƣợc đặt ở mạng chủ (home) hoặc mạng khách (visited). Trong phạm vi mạng cố định, mạng chủ có thể là mạng lớn còn mạng khách là mạng nhỏ sử dụng mạng chính. P-CSCF đảm bảo rằng việc đăng ký của khách hàng đƣợc chuyển tới mạng chủ phù hợp và các bản tin của phiên SIP đó đƣợc chuyển tới S-CSCF phù hợp. Việc liên lạc với mạng chủ trong khi đăng ký là
thông qua I-CSCF của mạng chủ còn việc thiết lập phiên SIP khởi tạo là thông qua I-CSCF của bị gọi. P-CSCF là một chức năng quan trọng vì nó là vị trí phát hiện dịch vụ mà dịch vụ này phải đƣợc thực hiện bởi mạng khách. Điều này là quan trọng không chỉ về mặt các dịch vụ nội dung mà còn cả trong việc cung cấp xử lý cuộc gọi khẩn cấp cũng nhƣ ngăn chặn hợp lệ. Nó cũng có thể cung cấp sự bảo vệ chống lại các tấn công báo hiệu SIP.
Hình 2.6 Các phần tử chức năng IMS của TISPAN
- PDF (chức năng quyết định chính sách hay còn đƣợc gọi là chức năng quyết định chính sách dựa trên dịch vụ trong TISPAN): Chức năng này thực hiện các yêu cầu chính sách mức dịch vụ từ lớp ứng dụng (thí dụ P-CSCF) và chuyển nó thành các tham số QoS của IP. Thí dụ, cuộc gọi G.711 có thể sẽ đƣợc chuyển đổi thành ƣu tiên thời gian thực với yêu cầu độ rộng băng tần IP 80 kbps. Mạng truy nhập sau đó sẽ đƣợc kiểm tra liệu có thể cung cấp đƣợc mức QoS này không. Những gì sẽ xảy ra kế tiếp phụ thuộc vào kiểu của mạng truy nhập đƣợc sử dụng. Trong các mạng GPRS, PDF sẽ sử dụng giao diện “Go” để thiết lập chính sách giám sát cho phiên trong GGSN. Trong các mạng dựa trên TISPAN, PDF liên lạc với chức năng Gateway ở biên (BGF) để tăng cƣờng chính sách. Có một điểm quan trọng ở đây là: các GGSN không nhận biết phiên SIP và do vậy chúng chỉ có thể giám sát trên các phiên PDP. SIP mong đợi các phiên có thể xử lý nhiều loại phƣơng tiện đồng thời và trong trƣờng hợp này điều đó không xảy ra. Điều này có nghĩa là 3GPP phải định
Registration: đăng ký Call Setup: thiết lập cuộc gọi
Visited Network: mạng khách Home Network: mạng chủ
nghĩa một tham số bổ sung để buộc phiên thiết lập một nội dung PDP mới cho mỗi phƣơng tiện mới trong phiên đó. Tuy nhiên, các BGF đƣợc điều khiển từ lớp ứng dụng cho phép các phƣơng tiện đối với từng thành phần phƣơng tiện. Việc giám sát bởi vậy có thể xảy ra trên các cơ sở thành phần của từng phƣơng tiện. Điều này sẽ cho phép nhà khai thác đảm bảo lƣu lƣợng phƣơng tiện của khách hàng đƣợc điều chỉnh hoặc huỷ bỏ nếu nhƣ nó vƣợt quá chính sách đƣợc thoả thuận ở lớp SIP.
- IBCF (chức năng điều khiển kết nối ở biên): Chức năng này đƣợc TISPAN đƣa ra để chuẩn hoá kết nối giữa các mạng, cho phép kết nối giữa các nhà cung cấp. Các vai trò của nó bao gồm việc cung cấp NAPT và các chức năng firewall cho báo hiệu, giám sát báo hiệu, ẩn topology cũng nhƣ chuyển đổi giữa IPv4 và IPv6. Trong khi các mạng 3GPP chỉ thuần tuý IPv6 thì 3GPP2 và các tổ chức phát triển mạng cố định lại sử dụng sự pha trộn IPv4 và IPv6. Việc chuẩn hoá do vậy cũng xác định sự phát hiện hƣ hỏng của các điểm kết nối. IBCF cũng điều khiển chức năng Gateway biên (BGF) cho phép điều khiển và bảo vệ media trao đổi giữa mạng lõi và mạng truy nhập hay media đi qua các điểm kết nối. Mặc dù điều khiển BGF nhƣng IBCF cũng điều khiển phƣơng tiện đƣợc trao đổi qua biên giới giữa các nhà khai thác, điều khiển việc thiết lập phƣơng tiện, giám sát cũng nhƣ các chức năng firewall và NAPT động.
- I-CSCF (CSCF thẩm vấn): đây là chức năng cho phép xác định S-CSCF khách hàng phải đăng ký. Điều này đạt đƣợc nhờ việc hỏi server thuê bao gốc (HSS) để server này kiểm tra việc khách hàng có đƣợc phép đăng ký trong mạng xuất phát và phúc đáp lại tên cũng nhƣ khả năng của S-CSCF mà khách hàng đã đăng ký. Sau đó I-CSCF có thể liên lạc với S-CSCF này. Chức năng I-CSCF có thể đƣợc huỷ bỏ khỏi đƣờng dẫn báo hiệu ngay khi nó đã đƣợc sử dụng để thiết lập S- CSCF. Chỉ có ngoại lệ xảy ra nếu nhƣ chức năng THIG (Gateway liên mạng ẩn topology) của I-CSCF đƣợc sử dụng.
- S-CSCF (CSCF phục vụ): S-CSCF là chức năng đăng ký ngƣời sử dụng và cung cấp dịch vụ cho họ (mặc dù các dịch vụ này có thể ở trên các platform ứng dụng riêng biệt). Nó thực hiện việc định tuyến và chuyển đổi, cung cấp thông tin tính cƣớc cho các hệ thống trung gian, duy trì các bộ định thời phiên và thẩm vấn HSS để khôi phục quyền, thông tin phát hiện dịch vụ cũng nhƣ profile của ngƣời sử dụng. Tóm lại, nó là “bộ não” của IMS.
- HSS (server thuê bao gốc): HSS là cơ sở dữ liệu của tất cả các thuê bao và dữ liệu dịch vụ. Các tham số bao gồm nhận dạng ngƣời sử dụng, tên S-CSCF đƣợc
cấp phát, roaming profile, các tham số xác thực và thông tin dịch vụ. HSS cũng cung cấp các chức năng HLR và AUC truyền thống. Điều này cho phép ngƣời sử dụng truy nhập vào các miền gói và kênh của mạng thông qua xác thực IMSI.
- Các chức năng cửa ngõ vào/ra PSTN: các chức năng này cho phép phối hợp hoạt động với PSTN. Các media gateway cung cấp sự chuyển đổi vật lý về phƣơng tiện giữa TDM và IP. Các signalling gateway cung cấp sự chuyển đổi ở lớp chuyển tải giữa SS7 trên MTP (mạng TDM) và SS7 trên SCTP (mạng IP). Chức năng điều khiển gateway cửa ngõ BGCF quyết định việc kết nối với PSTN sẽ xảy ra trong mạng này hay cần có cả SIP-I phải đƣợc gửi đi tới mạng IP khác trƣớc khi kết nối. Nếu trƣờng hợp đầu xảy ra thì báo hiệu đƣợc chuyển tới MGC (media gateway controller) để sau đó cấp phát một cổng trên media gateway cho kết nối. Nếu trƣờng hợp sau xảy ra thì báo hiệu đƣợc chuyển qua IBCF tới BGCF khác thuộc mạng kết nối với nó.